N200腦電成分與中文詞匯加工研究

周海波

(湖南科技大學(xué) 教育學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

N200腦電成分與中文詞匯加工研究

周海波

(湖南科技大學(xué) 教育學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

近來，電生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了與中文視覺詞匯加工相關(guān)的N200，刺激重復(fù)呈現(xiàn)時出現(xiàn)N200波幅增強(qiáng)的現(xiàn)象，并且與詞匯詞形加工相關(guān)。文章基于N200的已有研究，綜合分析了N200波形識別、常用實(shí)驗(yàn)范式、刺激屬性因素對N200的影響以及N200所反映的語言加工機(jī)制等，并對N200的未來發(fā)展趨勢做出了相關(guān)的探討。

N200；腦電成分；中文詞匯；加工

2012年，中國學(xué)者張學(xué)新研究發(fā)現(xiàn)，在中文視覺詞匯加工過程中，雙字詞呈現(xiàn)200 ms后，在大腦的頂中央?yún)^(qū)可觀測到一個明顯的負(fù)走向腦電成分，將其命名為“頂中區(qū)”N200。區(qū)別于傳統(tǒng)基于西方拼音文字材料所發(fā)現(xiàn)的N400、P600等，N200是中文視覺詞匯加工獨(dú)有的一種腦電反應(yīng)，反映了大腦對詞匯的詞形加工，而對語音及語義加工不敏感。N200自被發(fā)現(xiàn)之后，吸引了眾多研究者的關(guān)注，本文梳理了N200已有的相關(guān)研究，以期為今后N200機(jī)制的深入研究提供幫助。

1 N200波形識別

在以西方拼音文字為材料的大腦電生理學(xué)研究中，人們發(fā)現(xiàn)了一系列與語言加工相關(guān)的特異性腦電成分，如句尾歧義詞誘發(fā)的N400，與語法加工相關(guān)的P600等。中文的書寫形式區(qū)別于西方的拼音文字，N200的提出為中文的特異性提供了電生理基礎(chǔ)。其實(shí)以往關(guān)于中文加工的腦電研究中，有許多研究記錄到了N200現(xiàn)象，只是未引起研究者的關(guān)注與重視，未對其機(jī)制進(jìn)行深入探討。而要確定是否為N200，可以從刺激通道、重復(fù)增強(qiáng)現(xiàn)象、潛伏期與電極頭皮分布等方面著手。

N200涉及詞形的加工，在視覺通道呈現(xiàn)詞匯會誘發(fā)N200，并會出現(xiàn)重復(fù)增強(qiáng)現(xiàn)象。而以聽覺方式呈現(xiàn)時，無明顯N200效應(yīng)，重復(fù)呈現(xiàn)也觀察不到增強(qiáng)現(xiàn)象。N200是與視覺詞形加工相關(guān)，具有通道特異性[1]。另一方面，當(dāng)重復(fù)啟動時(“詞A-詞A”相對于“詞A-詞B”)，目標(biāo)詞會出現(xiàn)N200波幅顯著增大，即體現(xiàn)啟動效應(yīng)的重復(fù)增強(qiáng)，而非重復(fù)抑制，反映大腦在200ms內(nèi)便可進(jìn)行詞形的加工[2]。

在潛伏期方面，是指在刺激呈現(xiàn)后的200 ms左右，而太早或是太晚，都可能與N200無關(guān)。如有些研究中發(fā)現(xiàn)的ELAN、N170、N250、N300、N350、N390等，都可能不是N200[3]。如果結(jié)合電極頭布分布情況，則會更明確。N200分布廣泛，但會以腦頂部及中央?yún)^(qū)為中心。而ELAN一般出現(xiàn)于左半球前部；N170以腦后部枕、顳區(qū)為中心具有左側(cè)偏側(cè)化分布；英文詞在顳、枕區(qū)可誘發(fā)N250；圖片啟動下在額區(qū)可發(fā)現(xiàn)N300；N350主要在額中區(qū)分布等。所以，當(dāng)綜合考察刺激通道、實(shí)驗(yàn)范式、波形圖一般可識別較典型的N200。

2 實(shí)驗(yàn)范式

較多的N200研究采用類似“目標(biāo)詞-啟動詞”的啟動范式。啟動范式可觀察前一刺激如何影響后一刺激的相應(yīng)神經(jīng)活動。變化啟動詞、目標(biāo)詞的類別，可以設(shè)計(jì)出復(fù)雜而有效的實(shí)驗(yàn)方案。如通過設(shè)計(jì)真詞對照條件、真詞重復(fù)條件、彥文(朝鮮文)對照條件與彥文重復(fù)條件，一來可驗(yàn)證中文與彥文加工的N200差異，更重要的是，通過中文的重復(fù)啟動與非重復(fù)啟動對比，可發(fā)現(xiàn)N200顯著的重復(fù)增強(qiáng)效應(yīng)[3]。除此之外，還可以采用局部詞形重復(fù)啟動模式，通過采用對照條件(兩者語義、詞形無關(guān))、完全重復(fù)(同一個詞)、首字重復(fù)、尾字重復(fù)這種更精細(xì)重復(fù)水平的設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)對照條件、尾字重復(fù)、首字重復(fù)直至完全重復(fù)，N200波幅依次增大，證明N200與詞形加工相關(guān)。而部分重復(fù)下同樣的N200增強(qiáng)，說明除了反映整詞表征，也可能與整詞加工、詞匯下加工相關(guān)。同時，首、尾重復(fù)的差異結(jié)果說明整詞的重復(fù)效應(yīng)，在雙字詞加工中，首字較之尾字作用更大[2]。當(dāng)對局部重復(fù)范式進(jìn)行修改，采用完全重復(fù)與組成重復(fù)范式(如“經(jīng)理”-“經(jīng)理”，“護(hù)士”-“士護(hù)”)，這種重復(fù)啟動也能誘發(fā)N200，只是組成重復(fù)下，N200會延遲，反映了某種一般認(rèn)知加工過程，如對低概率刺激的檢測[4]。

同時，還可以變化啟動的類別，如語音啟動、語義啟動。在語音啟動實(shí)驗(yàn)中，采用真詞對照(均為真詞，但語音無關(guān))、真詞重復(fù)(同一個詞)、真詞語音啟動(同音但異形異義)、假詞條件(目標(biāo)詞為不相關(guān)假詞)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)語音啟動與真詞對照誘發(fā)的N200沒有差異，表明語音啟動不影響N200[2]。在語義啟動任務(wù)中，構(gòu)建真詞對照(均為真詞但語義互不相關(guān))、真詞重復(fù)(同一詞)、真詞語義相關(guān)、假詞(假詞且語義無關(guān))、假詞重復(fù)、彥文重復(fù)實(shí)驗(yàn)條件，綜合考察中文與彥文與差異，重復(fù)效應(yīng)，語義啟動等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)真、假詞誘發(fā)的N200差異不顯著，真詞與假詞重復(fù)均發(fā)現(xiàn)N200顯著增強(qiáng)等，但語義啟動不影響N200，說明N200對語義不敏感[2]。

另一方面，還可以綜合材料屬性與啟動的類別。如Du的實(shí)驗(yàn)為細(xì)致考察N200與語義的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)一中，構(gòu)建重復(fù)情境(相同詞)、語義相關(guān)情境(語義相關(guān)但詞形差異)、控制情境(語義詞形均無關(guān))三類條件，重復(fù)情境N200顯著大于語義相關(guān)與無關(guān)情境，但語義相關(guān)與控制情境差異不顯著，N200重復(fù)增強(qiáng)現(xiàn)象也只有在相同情境下才出現(xiàn)，但語義無關(guān)條件下沒有發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)；而在實(shí)驗(yàn)二中，進(jìn)一步將語義細(xì)分成語義高相關(guān)、低相關(guān)與無關(guān)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三類語義相關(guān)條件N200差異不顯著，再次驗(yàn)證了N200對語義不敏感[3]?；蚴遣捎弥形膹?fù)合詞，通過修改后字構(gòu)建與目標(biāo)詞間相同、不同及無關(guān)的語義聯(lián)系(如目標(biāo)詞為“問號”，則啟動詞可分別為“問句”、“問卷”、“面紗”)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同與不同情境誘發(fā)的N200顯著大于無關(guān)，但二者間差異不顯著。

但N200并非只發(fā)生于“啟動詞-目標(biāo)詞”的啟動范式下，在以非重復(fù)的單個雙字詞連續(xù)呈現(xiàn)范式下，也可發(fā)現(xiàn)N200。張學(xué)新的實(shí)驗(yàn)讓被試對單個呈現(xiàn)的真詞、假詞做判斷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論是真詞還是假詞都誘發(fā)了明顯的N200，但朝鮮文卻沒有，體現(xiàn)了N200的中文獨(dú)特性。同樣是使用非啟動范式的雙字詞單獨(dú)連續(xù)呈現(xiàn)，Deng的研究考察單個中文動詞的名詞激活特征，從中文動詞的及物性與不及物性，語義整合的高與低兩個因素構(gòu)建四類實(shí)驗(yàn)條件，填充名詞、形容詞、假詞后，以單個雙字詞的呈現(xiàn)方式讓被試做真假詞判斷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，四類情境均誘發(fā)明顯的N200。甚至在鏡像呈現(xiàn)模式下，也可發(fā)現(xiàn)明顯的N200，如在Hu的研究中，選用動物與非動物名詞，以正常及鏡像方式呈現(xiàn)刺激，讓被試做是否為動物名稱的判斷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)連續(xù)的鏡像呈現(xiàn)方式也誘發(fā)了N200，只不過比正常呈現(xiàn)方式波形要小[5]。

3 刺激材料屬性對N200的影響

圍繞N200與語言加工，人們努力探索語言材料的相關(guān)屬性(如詞頻、熟悉度等)與N200的的關(guān)系。張學(xué)新的研究使用高頻詞、低頻詞及填充的假詞為材料，以單個雙個詞呈現(xiàn)的方式讓被試做真假詞判斷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高、低頻率詞及假詞誘發(fā)的N200無差異，排除了詞頻對N200的影響[2]。而同時，如果將假詞視為詞頻為零、熟悉性極低的材料，那么在熟悉度上也不會對N200產(chǎn)生影響。

也有研究以空間頻率信息為切入點(diǎn)，探討其對N200的影響。漢字由筆畫類型及空間位置組合構(gòu)成，通常，人們將字母類型和筆畫類型稱為高頻空間信息，而字母的相對位置和漢字筆畫、部件的空間位置則被稱為低頻空間信息。Zhou通過操縱第一次呈現(xiàn)的漢字字體來考察具有相同低頻空間信息、不同字體(高空間頻率信息不同)的漢字對N200的影響。實(shí)驗(yàn)選擇選擇不同字體(宋體、隸書、舒體)，采用全詞重復(fù)范式，以三類不同字體作為啟動詞字體，而以其中的宋體作為目標(biāo)詞字體，從空間頻率信息層面考察其對N200的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同字體均誘發(fā)了N200，但三者間差異不顯著[6]。

上述研究中多數(shù)采用雙字詞為材料，這可能跟雙字詞在總詞匯中的占有量相關(guān)(雙字詞占63.9%，三字詞占17.5%，而單字詞僅占2.8%)，同時，有研究指出，在某些單字詞實(shí)驗(yàn)中并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的N200[2]，是否單字詞無法誘發(fā)N200？而近來的研究表明，以單字詞為材料的實(shí)驗(yàn)也可誘發(fā)明顯的N200。在Wu的研究中考察詞匯加工過程中從視覺輸入到語音提取的腦電活動，讓被試完成單漢字的音與形兩種不同任務(wù)，即判斷是否為左右結(jié)構(gòu)(形任務(wù))、語調(diào)是否為二聲(音任務(wù))。兩類任務(wù)均誘發(fā)了明顯的N200。說明單字詞在某類實(shí)驗(yàn)情境下同樣也能誘發(fā)N200，或是可能較微弱的N200效應(yīng)。

4 N200的語言加工機(jī)制

N200被發(fā)現(xiàn)并公布于眾之后，人們努力尋找其與語言加工相關(guān)的內(nèi)在聯(lián)系，從音、形、義三方面展開多項(xiàng)研究，但目前的證據(jù)都指向N200僅與字形加工相關(guān)，而對音與義加工不敏感。

張學(xué)新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)論證了N200與字形的關(guān)系，采用對照條件、尾字重復(fù)、首字重復(fù)與完全重復(fù)的啟動范式，發(fā)現(xiàn)N200波幅呈現(xiàn)依次增大的趨勢，部分重復(fù)時，啟動詞與目標(biāo)詞在詞形上相似性較小，N200波幅也較小，而完全重復(fù)時，即“詞A-詞A”，N200波幅最大，說明在認(rèn)知加工的早期200 ms時間段，便已能分辨出兩個詞的差異，結(jié)果直觀地反應(yīng)了N200與詞形加工相關(guān)[2]。并且N200的這種增強(qiáng)效應(yīng)，在西方以拼音文字為材料的研究中并沒有發(fā)現(xiàn)，而在同樣以筆畫和部件排列構(gòu)成方塊形的彥文材料中也觀察不到，說明N200的特異性與中文視覺詞匯加工相關(guān)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，完全重復(fù)、首字重復(fù)、尾字重復(fù)條件下誘發(fā)的N200都要顯著大于對照條件，更夯實(shí)了N200與詞形加工的關(guān)系[2]。這種N200與字形加工的關(guān)系得到了以構(gòu)成重復(fù)為實(shí)驗(yàn)條件研究的支持[4]。

而在音方面，張學(xué)新的實(shí)驗(yàn)排除了N200與語音的關(guān)系。使用真詞對照、真詞重復(fù)、真詞語音啟動、假詞四類實(shí)驗(yàn)情境，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，語音啟動與真詞對照誘發(fā)的N200差異不顯著，表明語音啟動不影響N200[2]。同樣的結(jié)果也出現(xiàn)在語義啟動任務(wù)中，采用真詞對照片、真詞重復(fù)、真詞語義相關(guān)、假詞對照等實(shí)驗(yàn)條件，發(fā)現(xiàn)語義啟動不影響N200[2]。在后續(xù)Du的研究中，分兩個實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)一采用重復(fù)情境、語義相關(guān)情境、控制情境三類條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)N200與語義加工無關(guān)，實(shí)驗(yàn)二中N200也無法區(qū)分高、低語義相關(guān)情境。再次證明N200對語義加工不敏感[3]。

N200的發(fā)現(xiàn)為語言的認(rèn)知加工注入了新鮮血液，也再次讓人們感受到了中文的獨(dú)特之處。眾多的研究證實(shí)了中文視覺詞匯誘發(fā)的N200是一個穩(wěn)定的腦電成分，但人們對N200自身的認(rèn)知機(jī)制、影響因素及所代表的語言加工功能尚缺乏系統(tǒng)完善的研究，正如張學(xué)新指出“頂中區(qū)”N200的命名可能都會隨著研究的深入而改變。未來的研究，可以從多個維度面，如材料字形屬性的其他方面、所反映認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制、與語言加工的其他腦電成分的關(guān)系等多層面深入、細(xì)致探討N200與語言加工的關(guān)系。

[1] 黃賢軍,張欽,丁錦紅,等.不同延遲條件下語音詞的重復(fù)效應(yīng)[J].心理學(xué)報(bào),2011(6):599-607.

[2] 張學(xué)新,方卓,杜英春,等.頂中區(qū)N200:一個中文視覺詞匯識別特有的腦電反應(yīng)[J].科學(xué)通報(bào),2012,57(5):332-347.

[3] Du Y, Zhang Q, Zhang J X. Does N200 Reflect Semantic Processing?-An ERP Study on Chinese Visual Word Recognition [J]. Plos One, 2014, 9(3): 90-94.

[4] Du Y, Hu W, Fang Z, Zhang J X. Electrophysiological correlates of morphological processing in Chinese compound word recognition [J]. Front Hum Neurosci, 2013, 7(1): 601.

[5] Hu Wei, Lu Yong, Ren Changling, Zhang John X. ERP evidence for the time course of mental rotation in the mirror reading of Chinese words [J]. Neurosci Lett, 2013, 552(1): 151-155.

[6] Zhou Aibao, Yin Yulong, Zhang Juan, Zhang Ronghua. Does font type influence the N200 enhancement effect in Chinese word recognition? [J]. J Neurolinguist, 2016, 39(1): 57-68.

(責(zé)任校對 王小飛)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.12.017

20160909

湖南省教育廳青年項(xiàng)目(12B048)；湖南省社會科學(xué)基金項(xiàng)目(B21345)；湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015JJ3070)

周海波(1982-)，男，湖南桃江人，講師，博士，主要從事認(rèn)知心理學(xué)方向研究。

G626

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1674-5884(2016)12-0058-03